ICP/XRF光谱技术在锂电池正极材料分析中的应用-华普通用

移动电子设备的使用和普及在过去二十年中大幅增加，如今大多数便携式电子设备都是锂离子电池供电的。对于性能和寿命，电池组件的元素组成起着至关重要的作用。

锂电池材料构成主要包括正极材料、负极材料、隔膜和电解液。

在锂电正极材料当中，最常用的材料有钴酸锂，锰酸锂，磷酸铁锂和三元材料(镍钴锰的聚合物)。

从生产到回收，锂离子电池中正极材料的成分尤为重要。一个关键的参数是主要元素的精确比例，第二个关键的参数是痕量元素的含量，如Al、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、S、Na、Ni、Mg、Mo、Pb、Si、V、Zn。锂离子电池的正极材料由锂盐组成，如锂钴氧化物（LiCoO2）或LiNiMn-CoO2。根据电池材料类型的不同，除锂外，许多其他元素和氧化物，如铁（Fe）、钛（Ti）、铝（Al）或磷酸盐（PO4）也作为主要成分组合在一起。正极材料中，主要元素锂以及其他重要元素如Co，Fe，Mn，Ni，P和Ti都需要极高精密度和准确度的测定。同样，杂质元素也需要精确分析，很多杂质元素浓度要求低于10ppm。

那么，如何准确、可靠、快速地分析主量元素和痕量元素的含量水平呢？德国斯派克分析仪器公司已经开发出了完美的解决方案，线性范围从ppb 级可以跨越到0.1%。

ICP-OES等离子体发射光谱仪可以准确地分析材料的主要成分，也可以在ppm水平上识别金属乃至非金属杂质，以保证加工过程中的质量控制。

XRF荧光光谱仪最适用于快速筛选任务。例如，它可以快速区分磷酸铁锂（LiFePO4）和锂锰氧化物（ LiMn2O4）。常用的NMC 811电池，钴、锰和镍之间的比例至关重要：必须准确保持8份镍、1份锰和1份钴的比例。校准良好的XRF荧光光谱仪可以快速测定给定样品的元素摩尔比，以确认保持该比率。

我们将讨论ICP-OES等离子体发射光谱仪和ED-XRF 能量色散X荧光光谱这两种元素分析技术，用于确定锂电池正极材料中主要元素和痕量元素的准确含量，以及如何帮助您把控正极材料元素组成以应对品控挑战。